WO2022070685A1 - 補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体 - Google Patents

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WO2022070685A1
WO2022070685A1 PCT/JP2021/031047 JP2021031047W WO2022070685A1 WO 2022070685 A1 WO2022070685 A1 WO 2022070685A1 JP 2021031047 W JP2021031047 W JP 2021031047W WO 2022070685 A1 WO2022070685 A1 WO 2022070685A1
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repair mortar
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崇 佐々木
隆典 山岸
豪彦 磯貝
昭俊 荒木
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デンカ株式会社
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72—Repairing or restoring existing buildings or building materials

Definitions

  • the present invention relates to a repair mortar material, a repair mortar composition, and a hardened body used in repair / reinforcement work of concrete structures in the fields of civil engineering and construction.
  • Patent Documents 1 and 2 When repairing with a trowel, etc., a material with good workability such as rapid hardness of the mortar to be used, ease of kneading, and thickening is required. Therefore, as described in Patent Documents 1 and 2, a material containing inorganic fine powders such as fly ash and silica fume, and cellulose ethers are mixed for the purpose of imparting appropriate stickiness and anti-drip property to the mortar. (See, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Documents 3 to 6). Cellulose ethers have high viscosity and good water retention, but due to the high resistance during kneading, the load on the mixer and workers is applied, and they adhere to the iron when plastering. There is a problem with thickening due to this.
  • polymer cement mortar imparts durability by suppressing the permeability of carbon dioxide gas, chloride ions, and water by making the hardened structure dense by mixing with the polymer emulsion, but it does not completely block. Can not. In particular, it may shrink due to the dissipation of water from the stage where it does not cure, and cracks may occur at the initial stage and after several months.
  • a drying shrinkage reducing agent is also added (see, for example, Patent Documents 7 and 8). However, since the drying shrinkage reducing agent is delayed in condensation, initial cracks may occur due to moisture dissipation at the stage where it does not cure, and the durability may be inferior. The delay in condensation is generally the same for cellulose ethers.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-322858 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-89565 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-349364 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-103662 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-128617 Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-21807 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-55018 Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-324555
  • the present invention contains a specific amount of chlorine, and by combining a specific material and a fine aggregate, it has high fluidity, low kneading resistance, salt damage resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention of reinforcing bars. It is an object of the present invention to provide a repair mortar material, a repair mortar composition and a cured product capable of increasing the rate.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and as a result of various efforts to solve the above-mentioned problems, the present inventions contain a specific amount of chlorine and have a specific material. It was found that the repair mortar material combined with fine aggregate has high fluidity, reduces kneading resistance, salt damage resistance, adhesion strength with reinforcing bars, rust prevention rate of reinforcing bars, and durability can be improved. However, the present invention has been completed.
  • the gist of the present invention is as follows. [1] A repair mortar material composed of cement, a swelling material, a polymer emulsion, a fiber, and a fine aggregate, wherein the amount of chlorine is 3 ppm or more and 1,800 ppm or less.
  • the expansion material contains ternesite, and the content of the ternesite is 0.05 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the expansion material, according to [1].
  • Repair mortar material [3] The repair according to [1] or [2], wherein the chemical composition of the fine aggregate has a CaO ratio of 85% by mass or more and a SiO 2 ratio of 0.2% by mass or more and 15% by mass or less.
  • Mortar material [4]
  • the fine aggregate is any one of [1] to [3], wherein the reduction in coarse grain ratio by JIS A 1121 "Scraping test of coarse aggregate by Los Angeles testing machine" is 70% or more and 100% or less. Repair mortar material described in.
  • the chemical composition of the fine aggregate has a K 2 O ratio of 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, an SO 3 ratio of 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, and a Fe 2 O 3 ratio of 0.1% by mass or more.
  • the fluidity is high, the kneading resistance is low, the salt damage resistance, the adhesion strength with the reinforcing bar, and the reinforcing bar. It is possible to provide a repair mortar material, a repair mortar composition and a cured product capable of further increasing the rust prevention rate.
  • repair mortar composition referred to in the present specification is a general term for a paste without coarse aggregate and a mortar containing fine aggregate.
  • the repair mortar material of the present invention contains cement, a swelling material, a polymer emulsion, fibers, and a fine aggregate, and the amount of chlorine is 3 ppm or more and 1,800 ppm or less. Focusing on the amount of chlorine contained in the repair mortar material in the present invention, it was found that the amount of chlorine affects the adhesion strength between the repair mortar material and the reinforcing bar. That is, if the amount of chlorine contained in the repair mortar material is less than 3 ppm, the adhesion strength with the reinforcing bar will be low. Further, if the amount of chlorine contained in the repair mortar material exceeds 1,800 ppm, the rust preventive effect is deteriorated.
  • the amount of chlorine contained in the repair mortar material is preferably 30 ppm or more, more preferably 40 ppm or more, further preferably 50 ppm or more, still more preferably 100 ppm or more, from the viewpoint of improving the adhesion strength with the reinforcing bar. Is even more preferable, and 130 ppm or more is particularly preferable. Further, the amount of chlorine contained in the repair mortar material is required to be 3 ppm or more and 1,800 ppm or less from the viewpoint of enhancing the rust preventive effect of the reinforcing bar and improving the durability, but is 1,600 ppm or less. It is preferably 1,500 ppm or less, more preferably 1,400 ppm or less.
  • the amount of chlorine contained in the repair mortar material can be adjusted, for example, by adding an admixture containing chlorine when producing the repair mortar material.
  • the amount of chlorine can be measured by the method described in Examples described later.
  • the cement used in the present invention is not particularly limited, and various cements such as normal, early-strength, ultra-fast-strength, low-heat and moderate-heat, and blast furnace slag, fly ash, silica fume, etc. are mixed with these cements.
  • the cement used in the present invention has a brain specific surface area value (hereinafter, also referred to as a brain value) of 2,500 cm 2 / g or more and 7,000 cm 2 / g or less from the viewpoint of manufacturing cost and strength development. It is more preferable, it is more preferably 2,750 cm 2 / g or more and 6,000 cm 2 / g or less, and further preferably 3,000 cm 2 / g or more and 4,500 cm 2 / g or less.
  • the brain specific surface area value is determined in accordance with JIS R 5201 (physical test method for cement).
  • the swelling material used in the present invention is not particularly limited, and any swelling material that produces swelling hydrate and suppresses bleeding can be used.
  • the expanding material those containing free lime, free magnesia, calcium ferrite, ettringite system, lime system, and ettringite-lime complex system are known and are not particularly limited, but those containing free lime from the viewpoint of long-term stability. Is preferable.
  • the substance containing free lime include free lime-anhydrous sekkou system, free lime-hydraulic compound system, and free lime-hydraulic compound-anhydrous sekkou system.
  • the expansion material used in the present invention preferably contains ternesite.
  • Ternesite is a mineral represented by 5CaO , 2SiO 2 , and SO3, and promotes a water-hardening reaction. Moreover, since the ternesite itself hardly reacts, it is presumed that it plays a role like a filler and improves the fluidity retention. Therefore, the effect of maintaining fluidity can be maintained even at high temperatures.
  • the content of ternesite is preferably 0.05 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 18 parts by mass or less, and 0. It is more preferably 1.5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less. When the content of ternesite is within the above range, both curing promotion and fluidity retention can be improved.
  • a free lime-hydraulic compound-anhydrous slaked system because of its good expansion performance, and it is particularly preferable to use a free lime content of more than 40%.
  • the hydraulic compound include one or more of hauyne, calcium ferrite, calcium aluminoferrite, calcium silicate, calcium aluminate and the like.
  • the expanding material a commercially available expanding material or a static crushing material can be used. Expansion materials and static crushing materials are commercially available from various companies, and typical examples thereof are “Denka CSA # 20" and “Denka Power CSA” manufactured by Denka, "Expan” and “Hyper Ex” manufactured by Pacific Materials. Examples include “bread”, “N-EX”, “Bryster” and crushed products thereof.
  • the particle size of the expanding material used in the present invention is not particularly limited, but a brain value in the range of 2,000 cm 2 / g or more and 25,000 cm 2 / g or less is preferable, and 2,200 cm 2 / g. It is more preferably 15,000 cm 2 / g or less, and further preferably 2,400 cm 2 / g or more and 10,000 cm 2 / g or less.
  • the brain value of the expanding material is at least the above lower limit value, bleeding can be suppressed. Further, when the brain value of the expandable material is not more than the above upper limit value, sufficient expandability can be obtained.
  • the content ratio of the expansion material used in the present invention is preferably 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 1.0 part by mass or more and 18 parts by mass or less, and 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. It is more preferably 15 parts by mass or less.
  • the content ratio of the expanding material is at least the above lower limit value, it becomes easy to obtain the crack suppressing effect.
  • the content ratio of the expanding material is not more than the above upper limit value, the strength development is good.
  • the repair mortar material satisfying the effect of the present invention that is, repair having high fluidity, kneading resistance, salt damage resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention. It becomes easy to use as a mortar material.
  • the polymer emulsion used in the present invention is not particularly limited, and is, for example, rubber latex such as acrylonitrile / butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, chloroprene rubber, and natural rubber, an ethylene / vinyl acetate copolymer, and poly.
  • rubber latex such as acrylonitrile / butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, chloroprene rubber, and natural rubber
  • an ethylene / vinyl acetate copolymer and poly.
  • examples thereof include acrylic acid esters, styrene / acrylic acid ester copolymers, acrylic acid ester-based copolymers typified by acrylonitrile / acrylic acid ester, and resin emulsions such as vinyl acetate vinyl versatate-based copolymers.
  • As the form of the polymer there are a re-emulsified powder type and a liquid type, which are used for
  • the amount of the polymer emulsion used is usually preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 3 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement.
  • the amount of the polymer emulsion used is within the above range, the kneading resistance can be reduced, and the salt damage resistance and the adhesion strength can be improved.
  • the fiber used in the present invention improves thickening property and crack resistance.
  • the type of fiber is not particularly limited, but is, for example, polymer fibers such as vinylon fiber, propylene fiber, acrylic fiber, nylon fiber, and aramid fiber, steel fiber, glass fiber, carbon fiber, and genbu rock. Examples thereof include inorganic fibers such as fibers obtained by melt-spinning rocks such as.
  • the amount of fiber used is preferably 0.02 to 1.5 parts by mass, more preferably 0.05 to 1.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement mortar.
  • the amount of the fiber used is 0.02 parts by mass or more, the effect of improving the sagging property can be sufficiently exhibited. Further, when the amount of the fiber used is 1.5 parts by mass or less, the kneading resistance can be improved.
  • the length of the fiber is preferably 15 mm or less, more preferably 12 mm or less, and further preferably 10 mm or less from the viewpoint of the aesthetic appearance of the iron-finished surface.
  • the chemical composition of the fine aggregate used in the present invention preferably has a CaO ratio of 85% by mass or more and a SiO 2 ratio of 0.2% by mass or more and 15% by mass or less.
  • a repair mortar material having high fluidity, salt damage resistance, adhesion strength to reinforcing bars, and rust prevention can be obtained.
  • the proportion of CaO is preferably 87% by mass or more, more preferably 89% by mass or more, and further preferably 91% by mass or more.
  • the upper limit of the ratio of CaO is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, and more preferably 98.5% by mass or less.
  • the ratio of SiO 2 is preferably 0.25% by mass or more and 13% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or more and 11% by mass or less, and 0.4% by mass or more and 10% by mass or less. It is more preferable to have.
  • siliceous sand, calcite, scapolite which is a metamorphic rock, quartz which is an igneous rock, potassium feldspar and the like are mixed and prepared.
  • the chemical composition is adjusted by mixing each rock so as to fall within the scope of the present invention while confirming by fluorescent X-ray diffraction.
  • the chemical composition of the fine aggregate used in the present invention is calculated in terms of oxide.
  • the fine aggregate used in the present invention preferably contains K2O , SO3 , Fe2O3 , and Al2O3 as chemical components. Since the fine aggregate contains K 2 O, SO 3, Fe 2 O 3 , and Al 2 O 3 , it can contribute to high fluidity, salt damage resistance, adhesion strength to reinforcing bars, and rust prevention.
  • the ratio of K2O is preferably 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more and 2,500 ppm or less, further preferably 60 ppm or more and 2,250 ppm or less, and 70 ppm or more and 2,000 ppm. The following is even more preferable.
  • the proportion of SO 3 is preferably 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more and 2,500 ppm or less, further preferably 60 ppm or more and 2,250 ppm or less, and 70 ppm or more and 2,000 ppm or less. Is even more preferable.
  • the ratio of Fe 2 O 3 is preferably 0.1 or more and 3.0% by mass or less, more preferably 0.13 or more and 2.5% by mass or less, and 0.15 or more and 2.0% by mass or less.
  • the ratio of Al 2 O 3 is preferably 0.1 or more and 3.0% by mass or less, more preferably 0.13 or more and 2.5% by mass or less, and 0.15 or more and 2.0% by mass or less. The following is more preferable.
  • the fine aggregate used in the present invention preferably has a reduction in coarse grain ratio of 70% or more and 100% or less, preferably 75% or more and 99% or less, according to JIS A 1121 "Scraping test of coarse aggregate by Los Angeles testing machine". It is more preferably 80% or more and 98% or less, and even more preferably 85% or more and 97% or less.
  • the decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate is at least the above lower limit value, the adhesive force with the reinforcing bar can be improved. Further, when the decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate is not more than the above upper limit value, the salt damage resistance can be improved.
  • the "coarse grain ratio of fine aggregate” is a value obtained from the result of sieving, and refers to an index indicating an approximate value of the size of fine aggregate.
  • “decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate” means that the coarse grain ratio before the test and the coarse grain ratio after the test of the scraping test of the coarse aggregate by the Los Angeles testing machine are compared and after the test. The rate at which the coarse grain ratio of the grain is reduced.
  • siliceous sand, calcite, scapolite which is a metamorphic rock, quartz which is an igneous rock, potassium feldspar and the like are mixed and prepared.
  • each rock is mixed and adjusted so that the decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate is within the scope of the present invention while being confirmed by the test of the scraping test of the coarse aggregate by the Los Angeles testing machine.
  • the origin and origin of the fine aggregate are not particularly limited.
  • the content ratio of the fine aggregate is preferably 40 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 75 parts by mass or more and 250 parts by mass or less, and 100 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. It is more preferably less than or equal to parts by mass.
  • the content ratio of the fine aggregate is at least the above lower limit value, the calorific value can be reduced, shrinkage can be suppressed, and cracks can be suppressed.
  • the content ratio of the fine aggregate is not more than the above upper limit value, it is possible to obtain a repair mortar material having excellent fluidity, salt damage resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention.
  • the repair mortar material of the present invention together with cement, swelling material, polymer emulsion, fiber, and fine aggregate, improves strength development, acid resistance, secures pot life, and improves dimensional stability. From the viewpoint, it is possible to contain siliceous fine powder.
  • siliceous fine powder examples include latent hydrohard substances such as blast furnace granulated slag fine powder, fly ash, and pozzolan substances such as silica fume, and silica fume is particularly preferable.
  • the type of silica fume is not limited, but from the viewpoint of fluidity, it is more preferable to use silica fume containing 10% or less of ZrO 2 as an impurity or acidic silica fume.
  • the acidic silica fume means that the pH of the supernatant liquid is 5.0 or less when 1 g of silica fume is put into 100 cc of pure water and stirred.
  • the degree of powderiness of the siliceous fine powder is not particularly limited, but usually, the blast furnace granulated slag fine powder and fly ash have a brain value in the range of 3,000 cm 2 / g or more and 9,000 cm 2 / g or less.
  • the silica fume has a BET specific surface area in the range of 20,000 cm 2 / g or more and 300,000 cm 2 / g or less.
  • the content ratio of the siliceous fine powder is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 15 parts by mass or less, and further preferably 3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. preferable.
  • the content ratio of the siliceous fine powder is at least the above lower limit value, it is possible to improve the strength development, the acid resistance, the pot life, and the dimensional stability. Further, when the content ratio of the siliceous fine powder is not more than the above upper limit value, the fluidity can be improved, the adhesive force with the reinforcing bar, and the rust preventive effect can be improved.
  • an antifoaming agent within a range that does not adversely affect the performance.
  • the defoaming agent is used for the purpose of suppressing the amount of air entrained by kneading.
  • the type of defoaming agent is not particularly limited as long as it does not significantly adversely affect the strength characteristics of the cured mortar, and either liquid or powder can be used. Examples thereof include a polyether defoaming agent, a polyhydric alcohol-based defoaming agent such as an esterified product of a polyhydric alcohol and an alkyl ether, an alkyl phosphate-based defoaming agent, and a silicone-based defoaming agent.
  • the amount of the defoaming agent used is preferably 0.002 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.01 to 0.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
  • the amount of the defoaming agent used is not less than the above lower limit, the defoaming effect can be sufficiently exhibited. Further, when the amount of the defoaming agent used is not more than the above upper limit value, it is possible to suppress a decrease in the adhesion strength with the reinforcing bar.
  • a coagulation retarder in the present invention, a gas foaming substance, a swelling agent, a water reducing agent, a coagulation adjusting agent, an AE agent, a rust preventive agent, a water repellent agent, an antibacterial agent, a colorant, and an antifreeze agent, as long as the performance is not adversely affected.
  • each material is not particularly limited, and each material may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. not.
  • the mixing device any existing device such as a tilting mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauta mixer can be used.
  • the repair mortar composition of the present invention contains the above-mentioned repair mortar material of the present invention and water, and is obtained by kneading the repair mortar material and water.
  • the amount of kneaded water of the present invention is not particularly limited because it varies depending on the purpose and use of use and the content ratio of each material, but is 10 parts by mass or more and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the repair mortar material. It is more preferably 14 parts by mass or more and 65 parts by mass or less, and further preferably 16 parts by mass or more and 60 parts by mass or less.
  • the amount of kneading water is at least the above lower limit value, it is possible to obtain ease of kneading and improve workability, which is thickening property. Further, when the amount of kneaded water is not more than the above upper limit value, it becomes easy to secure salt damage resistance, adhesion strength with the reinforcing bar, and rust prevention rate of the reinforcing bar.
  • the repair method using the repair mortar material of the present invention is a method of adding predetermined water, kneading and applying to the repaired part with a trowel, or in some cases, kneading with a pump to the extent that the construction is not hindered.
  • a method of pumping mortar and blowing it off with compressed air to the repaired part and finishing it with a trowel can be mentioned.
  • the kneading method may be a method of putting the material into a container such as a pail and kneading with a hand mixer, or a method of kneading with a bread-type mixer or the like.
  • the repair mortar composition of the present invention is kneaded and applied to form a cured product.
  • a deteriorated concrete portion is removed with a water jet, and then a primer is applied.
  • a primer is applied.
  • the repair thickness is about 30 mm, it can be applied once, so the surface may be finished with a trowel. If the repair thickness exceeds 30 mm, repair is performed by dividing into a plurality of layers. At that time, the joint surface is not finished with a smooth iron, but is in a rough finished state so that the adhesive force can be secured.
  • the timing of the jointing changes depending on the outside air temperature, etc., but it may be done at the stage where the mortar applied earlier is touched with a finger and the hardening has progressed to the extent that it does not dent.
  • a trowel finish is performed so that the surface is smooth.
  • a repair mortar material was obtained by preparing so as to contain 10 parts by mass of an expansion material, 5 parts by mass of a polymer emulsion, 0.6 parts by mass of a fiber, and 120 parts by mass of a fine aggregate with respect to 100 parts by mass of cement.
  • a chlorine-containing admixture material name: sodium chloride
  • a repair mortar composition was prepared by kneading 100 parts by mass of the obtained repair mortar material with 23 parts by mass of water.
  • the chlorine concentration, fluidity, kneading resistance, chloride ion penetration depth, adhesion strength, and rust rate of the reinforcing bar of the prepared repair mortar composition were measured. The results are also shown in Table 1.
  • Trial cement (various commercially available pure chemicals were used to adjust the compounding raw materials and chemical components of the cement factory, and pure gypsum anhydrous was used to adjust the amount of SO3) , chlorine content 1.5 ppm, Brain value 3,450 cm 2 / g -Expansion material: CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, SiO 2 raw material, CaSO 4 raw material are mixed, mixed and pulverized, and then fired at 1,200 ° C to synthesize clinker, and the brain specific surface area is 3 using a ball mill. It was prepared by pulverizing to 000 cm 2 / g.
  • the mineral composition of ternesite was calculated by calculation based on the chemical composition obtained from fluorescent X-rays and the identification result of powder X-ray diffraction.
  • Table 1 shows the content of ternesite contained in 100 parts by mass of the expanding material.
  • -Polymer emulsion Polyacrylic acid ester re-emulsified resin, commercial product, moisture content 0.8%, density 0.5 g / mL -Fiber: Vinylon fiber, fiber length 6 mm, fineness 6.6 dtex, dry strength 1,850 N / mm 2 , dry elongation 6.0%
  • Tap water-Fine aggregate The test was conducted using the components of the fine aggregate shown in Table 1.
  • the chemical composition of the fine aggregate was measured by fluorescent X-ray diffraction.
  • silica sand produced in Aichi Prefecture
  • feldspar CaCO 3
  • metamorphic rock scapolite (Na, Ca, K) 4 Al 4 Si 9 O 24 (Cl, CO 3 , SO 4 ))
  • Quartz SiO 2
  • potassium feldspar KALSi 3O 8
  • -Adhesion strength The adhesion strength with the reinforcing bar at the time of pulling out a round steel having a depth of 16 cm and a diameter of 19 mm was determined. The curing was a 20 ° C seal curing, and the test was carried out at a material age of 28 days.
  • ⁇ Rust rate of reinforcing bars A round steel with a depth of 18 cm and a diameter of 19 mm is covered with ultrafast hard mortar so that the thickness is 10 mm, and after being cured in water at 20 ° C until the age of 28 days, 30 ° C. Accelerated neutralization was performed for 12 weeks in an environment with a relative humidity of 60% and a carbon dioxide concentration of 5%.
  • the test piece was taken out every 3 weeks and immersed in water for 1 day in an environment of 20 ° C. to carry out the accelerated neutralization test.
  • the round steel is taken out, rusted off with a 10% diammonium citrate solution, the weight of the round steel after the test (m 2 ) is measured, and the weight of the round steel before the test (m 1 ) is measured.
  • Example 2 The same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the repair mortar composition was prepared by blending the fine aggregates shown in Table 2. The results are also shown in Table 2.
  • the scraping test of fine aggregate by the Los Angeles testing machine first, 5 kg of fine aggregate and 6 iron balls are put into the Los Angeles testing machine. The average diameter of the iron ball is about 46.8 mm, and the mass of one iron ball is 390 to 445 g. The Los Angeles tester was then rotated 500 rpm (30 rpm). Next, the fine aggregate collected from the Los Angeles testing machine was screened using a metal mesh sieve having mesh dimensions of 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, and 0.15 mm. rice field.
  • the coarse grain ratio (R 1 ) of the fine aggregate before being put into the Los Angeles testing machine is compared with the coarse grain ratio (R 2 ) of the fine aggregate after being put into the Los Angeles testing machine, and the coarse grain ratio after the test is reduced.
  • R 1 coarse grain ratio
  • R 2 coarse grain ratio
  • Example 3 The same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the repair mortar composition was prepared by blending the fine aggregates shown in Table 3. The results are also shown in Table 3.
  • the repair mortar material of the present invention contains a specific amount of chlorine, and by using a specific fine aggregate, in addition to fluidity and workability that is easy to knead, salt damage resistance and adhesion strength with reinforcing bars, It becomes possible to provide a repair mortar material, a repair mortar composition, and a repair method thereof by further increasing the rust prevention rate of the reinforcing bar. Therefore, it can be widely applied to civil engineering and construction fields such as water and sewage, agricultural water, railways, electric power, roads, repair methods for concrete structures used in construction, other gap filling, fixing with reinforcing reinforcing bars, and the like.

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Abstract

特定の塩素量を含有し、特定の材料と細骨材を組み合わせることで、流動性が高く、練り混ぜ抵抗性が低く、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることができる補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体を提供する。　セメント、膨張材、ポリマーエマルジョン、繊維、細骨材からなる補修モルタル材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、補修モルタル材料。

Description

補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体
　本発明は、土木及び建築分野におけるコンクリート構造物の補修・補強工事で使用される補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体に関する。
　コンクリート構造物は、塩害、中性化、凍結融解、及び化学的腐食等の作用により劣化が進行し、表面にひび割れや浮き等が発生する恐れがある。その対策として、劣化した部分を打音検査等で確認し、電動ピック、エアピック、ウォータージェット等により取り除き、新たに補修部材で充填し補修する工事が行われている。
　修復断面が小さい小規模な補修工事では、ポリマーセメントモルタルを練り混ぜてコテ塗りで断面修復を行う場合が多い（例えば、特許文献１、２参照）。
　コテ塗り等で補修する場合には、使用するモルタルの急硬性、練り混ぜ易さ、厚付け性といった作業性がよい材料が求められる。そのため、モルタルに適度な粘りや抗ダレ性を付与することを目的に特許文献１、２に記載されているようにフライアッシュ、シリカフューム等の無機微粉末を配合した材料や、セルロースエーテル類を配合した材料が使用されている（例えば、非特許文献１、特許文献３～６参照）。セルロースエーテル類は、粘性が大きくなり保水性も良好になるが、練り混ぜ時の抵抗性が高くなることで、ミキサや作業員の負荷がかかり、さらに左官仕上げを行ったときにコテに付着してしまうことで厚付け性に課題がある。
　また、ポリマーセメントモルタルは、ポリマーエマルジョンの混和により硬化組織が密実化することで炭酸ガス、塩化物イオン、水の透過性を抑制して耐久性を付与するものであるが、完全な遮断はできない。特に、硬化しない段階から水分の逸散によって収縮し、初期及び数ヶ月後にひび割れが発生する場合がある。これを解決するために、乾燥収縮低減剤を配合することも行われている（例えば、特許文献７、８参照）。しかしながら、乾燥収縮低減剤は、凝結が遅れるため硬化しない段階での水分逸散によって初期クラックが入り、耐久性に劣る場合がある。凝結が遅れるのは一般的にセルロースエーテル類も同様である。
　さらに、高温時での流動性が低いといった課題や練混ぜ時に抵抗が高く、施工性に劣るといった課題や、塩害による鉄筋腐食よる硬化体のひび割れ発生や、構造体との付着性能が低下する危険性があった。そこで、高温時での流動性の保持効果や練り混ぜ抵抗性に優れ、より高い鉄筋との付着強度を有することで、構造物との一体性、耐久性を担保したいといった課題がある。
特開２００１－３２２８５８号公報 特開２００３－８９５６５号公報 特開平１１－３４９３６４号公報 特開２０００－１０３６６２号公報 特開２０００－１２８６１７号公報 特開平０６－２１９８０７号公報 特開２００３－５５０１８号公報 特開平１０－３２４５５５号公報
長友新治編集：新・水溶性ポリマーの応用と市場、株式会社シーエムシー発行、ｐｐ．１７３－１９２、１９８８
　本発明は、特定の塩素量を含有し、特定の材料と細骨材を組み合わせることで、流動性が高く、練り混ぜ抵抗性が低く、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることができる補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明者らは、上記課題を解決すべく、種々の努力を重ねた結果、特定の塩素量を含有し、特定の材料と細骨材を組み合わせた補修モルタル材料が、流動性が高く、練り混ぜ抵抗性を低減し、塩害抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高め、耐久性が向上できることを知見し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］セメント、膨張材、ポリマーエマルジョン、繊維、細骨材からなる補修モルタル材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、補修モルタル材料。
［２］前記膨張材は、テルネサイトを含有し、前記テルネサイトの含有量は、前記膨張材１００質量部に対して、０．０５質量部以上２０質量部以下である、［１］に記載の補修モルタル材料。
［３］前記細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下である、［１］又は［２］に記載の補修モルタル材料。
［４］前記細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の補修モルタル材料。
［５］前記細骨材の化学成分は、Ｋ２Ｏの割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、ＳＯ３の割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、Ｆｅ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の補修モルタル材料。
［６］前記細骨材の含有割合は、前記セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下である、［１］～［５］のいずれかに記載の補修モルタル材料。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載の補修モルタル材料と水とを含有する補修モルタル組成物。
［８］［７］に記載の補修モルタル組成物を用いてなる硬化体。
　本発明によれば、特定の塩素量を含有し、特定の材料と細骨材を組み合わせることで、流動性が高く、練り混ぜ抵抗性が低く、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることができる補修モルタル材料、補修モルタル組成物及び硬化体を提供することができる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　なお、本明細書における部や％は特に規定しない限り質量基準である。
　また、本明細書でいう補修モルタル組成物とは、粗骨材のないペースト、細骨材を含有するモルタルを総称するものである。
　本発明の補修モルタル材料は、セメント、膨張材、ポリマーエマルジョン、繊維、細骨材を含有してなるものであり、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である。
　本発明における補修モルタル材料は、含有する塩素の量に着目し、塩素の量が補修モルタル材料と鉄筋との付着強度に影響することを突き止めた。すなわち、補修モルタル材料に含まれる塩素の量が３ｐｐｍ未満だと、鉄筋との付着強度が低くなってしまう。また、補修モルタル材料に含まれる塩素の量が１，８００ｐｐｍを超えると、防錆効果の低下をもたらしてしまう。
　補修モルタル材料に含まれる塩素の量は、鉄筋との付着強度を向上させる観点から、３０ｐｐｍ以上であることが好ましく、４０ｐｐｍ以上であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以上であることがさらに好ましく、１００ｐｐｍ以上であることがよりさらに好ましく、１３０ｐｐｍ以上であることが特に好ましい。また、補修モルタル材料に含まれる塩素の量は、鉄筋の防錆効果を高め、耐久性を向上させる観点から、３ｐｐｍ以上、１，８００ｐｐｍ以下であることが求められるが、１，６００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１，４００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。
　補修モルタル材料に含まれる塩素の量は、例えば、補修モルタル材料を作製する際に塩素を含有する混和剤を添加して調整することができる。また、塩素の量は後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
　本発明で使用するセメントとは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、低熱および中庸熱等の各種セメント、これらのセメントに、高炉スラグやフライアッシュやシリカフュームなどを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）、市販されている微粒子セメントなどが挙げられ、各種セメントや各種混合セメントを微粉末化して使用することも可能である。また、通常セメントに使用されている成分（例えば石膏等）量を増減して調整されたものも使用可能である。
　本発明では、高い流動性、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆の観点から、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントを選定することが好ましい。
　本発明で使用するセメントは、製造コストや強度発現性の観点から、セメントのブレーン比表面積値（以下、ブレーン値ともいう）は、２，５００ｃｍ２／ｇ以上７，０００ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、２，７５０ｃｍ２／ｇ以上６，０００ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上４，５００ｃｍ２／ｇ以下であることがさらに好ましい。
　ブレーン比表面積値は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０１（セメントの物理試験方法）に準拠して求められる。
　本発明で使用する膨張材は、特に限定されるものではなく、膨張性水和物を生成させ、ブリーディングを抑制するものであれば、いかなるものでも使用可能である。
　膨張材として遊離石灰、遊離マグネシア、カルシウムフェライト、エトリンガイト系、石灰系、エトリンガイト－石灰複合系を含むものが知られ特に限定されるものではないが、長期安定性の観点から、遊離石灰を含むものが好ましい。遊離石灰を含むものとしては、例えば、遊離石灰－無水セッコウ系、遊離石灰－水硬性化合物系、ならびに、遊離石灰－水硬性化合物－無水セッコウ系などが挙げられる。
　本発明で使用する膨張材は、テルネサイトを含有することが好ましい。テルネサイトは、５ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＳＯ３で表される鉱物であり、水硬反応を促進する。又、テルネサイト自体はほとんど反応しないためフィラーのような役割を果たして、流動性保持性を良好にすると推定される。そのため、高温時でも流動性の保持効果を保つことができる。
　テルネサイトの含有量は、膨張材１００質量部に対して、０．０５質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、０．１質量部以上１８質量部以下であることがより好ましく、０．５質量部以上１５質量部以下であることがさらに好ましい。テルネサイトの含有量が上記範囲内であることで、硬化促進と流動性保持性をともに良好にすることができる。
　本発明では、膨張性能が良好なことから、遊離石灰－水硬性化合物－無水セッコウ系を用いることが好ましく、特に遊離石灰含有量が４０％を超えるものが好ましい。
　ここで、水硬性化合物としては、例えば、アウイン、カルシウムフェライト、カルシウムアルミノフェライト、カルシウムシリケート、カルシウムアルミネートなどの１種または２種以上が挙げられる。本発明では、膨張材としては、市販の膨張材や静的破砕材が利用できる。
　膨張材や静的破砕材は各社より市販されており、その代表例としては、例えば、デンカ社製「デンカＣＳＡ♯２０」、「デンカパワーＣＳＡ」、太平洋マテリアル社製「エクスパン」、「ハイパーエクスパン」、「Ｎ－ＥＸ」、「ブライスター」やこれらの粉砕品などが挙げられる。
　本発明で使用する膨張材の粒度は、特に限定されるものではないが、ブレーン値で２，０００ｃｍ２／ｇ以上２５，０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲のものが好ましく、２，２００ｃｍ２／ｇ以上１５，０００ｃｍ２／ｇ以下のものがより好ましく、２，４００ｃｍ２／ｇ以上１０，０００ｃｍ２／ｇ以下のものがさらに好ましい。膨張材のブレーン値が上記下限値以上であることで、ブリーディングを抑制することができる。また、膨張材のブレーン値が上記上限値以下であることで、十分な膨張性を得ることができる。
　本発明で使用する膨張材の含有割合は、セメント１００質量部に対して、０．５質量部以上２０質量部以下が好ましく、１．０質量部以上１８質量部以下がより好ましく、２質量部以上１５質量部以下がさらに好ましい。膨張材の含有割合が上記下限値以上であることで、ひび割れ抑制効果を得やすくなる。膨張材の含有割合が上記上限値以下であることで、強度発現性が良好となる。膨張材の含有割合が上記範囲内であることで、本発明の効果を満たす補修モルタル材料、即ち、高い流動性、練混ぜ抵抗性、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる補修モルタル材料とすることが容易になる。
　本発明で使用するポリマーエマルジョンは、特に限定されるものではないが、例えば、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等のゴムラテックスや、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体等の樹脂エマルジョン等が挙げられる。
　ポリマーの形態としては、再乳化型粉末タイプや液体タイプがあり、下地部分との付着性改善、さらに、モルタルの耐久性向上のために使用される。
　ポリマーエマルジョンの使用量は、通常、セメント１００質量部に対して、固形分量で１～１５質量部が好ましく、３～１０質量部がより好ましい。ポリマーエマルジョンの使用量が上記範囲内であることで、練り混ぜ抵抗性を低減し、塩害抵抗性及び付着強度を向上させることができる。
　本発明で使用する繊維は、厚付け性、ひび割れ抵抗性を改善するものである。
　繊維の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビニロン繊維、プロピレン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等の高分子繊維類や、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、及び玄武岩等の岩石を溶融紡糸した繊維等の無機繊維類が挙げられる。
　繊維の使用量は、セメントモルタル１００質量部に対して、０．０２～１．５質量部が好ましく、０．０５～１．０質量部がより好ましい。繊維の使用量が０．０２質量部以上であることで、ダレ性を改善する効果を十分に発揮することができる。また、繊維の使用量が１．５質量部以下であることで、練り混ぜ抵抗性を良好とすることができる。
　繊維の長さは、コテ仕上げ面の美観の観点から、１５ｍｍ以下であることが好ましく、１２ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　本発明で使用する細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。細骨材の化学成分として、ＣａＯの割合及びＳｉＯ２の割合が上記範囲内であることで、高い流動性、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる補修モルタル材料が得られる。
　ＣａＯの割合は、８７質量％以上であることが好ましく、８９質量％以上であることがより好ましく、９１質量％以上であることがさらに好ましい。ＣａＯの割合の上限は、特に限定されないが、９９質量％以下であることが好ましく、９８．５質量％以下であることがより好ましい。
　ＳｉＯ２の割合は、０．２５質量％以上１３質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上１１質量％以下であることがより好ましく、０．４質量％以上１０質量％以下であることがさらに好ましい。
　細骨材の化学成分を上記範囲内及び後述範囲内にするために、珪砂、方解石、変成岩であるスカポライト、火成岩である石英、カリ長石等を混合させて調製する。化学成分は、本発明の範囲に入るよう、蛍光Ｘ線回折で確認しながら、各岩を混合し調整する。なお、本発明で使用する細骨材の化学成分は、酸化物換算で計算したものである。
　本発明で使用する細骨材は、化学成分として、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３を含有することが好ましい。細骨材がＫ２Ｏ、ＳＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３を含有することで、高い流動性、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に寄与することができる。
　Ｋ２Ｏの割合は、４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以上２，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、６０ｐｐｍ以上２，２５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下であることがよりさらに好ましい。
　ＳＯ３の割合は、４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以上２，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、６０ｐｐｍ以上２，２５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下であることがよりさらに好ましい。
　Ｆｅ２Ｏ３の割合は、０．１以上３．０質量％以下であることが好ましく、０．１３以上２．５質量％以下であることがより好ましく、０．１５以上２．０質量％以下であることがさらに好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３の割合は、０．１以上３．０質量％以下であることが好ましく、０．１３以上２．５質量％以下であることがより好ましく、０．１５以上２．０質量％以下であることがさらに好ましい。
　本発明で使用する細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下であることが好ましく、７５％以上９９％以下であることがより好ましく、８０％以上９８％以下であることがさらに好ましく、８５％以上９７％以下であることがよりさらに好ましい。細骨材の粗粒率の低下が上記下限値以上であることで、鉄筋との付着力を向上させることができる。また、細骨材の粗粒率の低下が上記上限値以下であることで、塩害抵抗性を向上させることができる。なお、本明細書において「細骨材の粗粒率」とは、ふるい分けを行った結果より求まる値であって、細骨材の大きさの概略値を示す指数をいう。また、本明細書において「細骨材の粗粒率の低下」とは、ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験の試験前の粗粒率と試験後の粗粒率を対比し、試験後の粗粒率の低下した割合をいう。
　細骨材の粗粒率の低下を上記範囲内にするために、珪砂、方解石、変成岩であるスカポライト、火成岩である石英、カリ長石等を混合させて調製する。細骨材の粗粒率の低下は、本発明の範囲に入るよう、ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験の試験で確認しながら、各岩を混合し調整する。
　細骨材の粗粒率の低下が上記範囲内であれば、細骨材の産地や原産は特に限定されるものではない。
　細骨材の含有割合は、セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下であることが好ましく、７５質量部以上２５０質量部以下であることがより好ましく、１００質量部以上２００質量部以下であることがさらに好ましい。細骨材の含有割合が上記下限値以上であることで、発熱量を低減することができ、収縮を抑制し、ひび割れを抑制することができる。また、細骨材の含有割合が上記上限値以下であることで、高い流動性、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる補修モルタル材料を得ることができる。
　本発明の補修モルタル材料は、セメント、膨張材、ポリマーエマルジョン、繊維、細骨材とともに、強度発現性の改善や耐酸性の向上、可使時間の確保に加えて、寸法安定性を良好にする観点から、シリカ質微粉末を含有させることが可能である。
　シリカ質微粉末としては、高炉水砕スラグ微粉末等の潜在水硬性物質、フライアッシュや、シリカフュームなどのポゾラン物質を挙げることができ、中でも、シリカフュームが好ましい。
　シリカフュームの種類は限定されるものではないが、流動性の観点から、不純物としてＺｒＯ２を１０％以下含有するシリカフュームや、酸性シリカフュームの使用がより好ましい。酸性シリカフュームとは、シリカフューム１ｇを純水１００ｃｃに入れて攪拌した時の上澄み液のｐＨが５．０以下の酸性を示すものをいう。
　シリカ質微粉末の粉末度は特に限定されるものではないが、通常、高炉水砕スラグ微粉末とフライアッシュは、ブレーン値で３，０００ｃｍ２／ｇ以上９，０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲にあり、シリカフュームは、ＢＥＴ比表面積で２万ｃｍ２／ｇ以上３０万ｃｍ２／ｇ以下の範囲にある。
　シリカ質微粉末の含有割合は、セメント１００質量部に対して、１質量部以上２０質量部以下が好ましく、２質量部以上１５質量部以下がより好ましく、３質量部以上１０質量部以下がさらに好ましい。シリカ質微粉末の含有割合が上記下限値以上であることで、強度発現性の改善、耐酸性の向上、可使時間の確保、及び寸法安定性を良好にすることができる。また、シリカ質微粉末の含有割合が上記上限値以下であることで、流動性を向上させ、鉄筋との付着力、防錆効果を向上させることができる。
　本発明では、性能に悪影響を与えない範囲で消泡剤を使用することも可能である。消泡剤は、練り混ぜで巻き込む空気量を抑制する目的で使用するものである。
　消泡剤の種類としては、硬化モルタルの強度特性に著しく悪影響を与えるものでない限り特に限定されるものではなく、液体状及び粉末状いずれも使用できる。例えば、ポリエーテル系消泡剤、多価アルコールのエステル化物やアルキルエーテル等の多価アルコール系消泡剤、アルキルホスフェート系消泡剤、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。
　消泡剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．００２～０．５質量部が好ましく、０．０１～０．４質量部がより好ましい。消泡剤の使用量が上記下限値以上であることで、消泡効果を十分に発現することができる。また、消泡剤の使用量が上記上限値以下であることで、鉄筋との付着強度の低下を抑制することができる。
　本発明では、性能に悪影響を与えない範囲で、凝結遅延剤、ガス発泡物質、膨張材、減水剤、凝結調整剤、ＡＥ剤、防錆剤、撥水剤、抗菌剤、着色剤、防凍剤、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、及びパルプスラッジ焼却灰等の混和材料、増粘剤、及び収縮低減剤、ポリマー、ベントナイト、セピオライトなどの粘土鉱物、並びに、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
　本発明の補修モルタル材料において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
　混合装置としては、既存のいかなる装置、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、及びナウタミキサなどの使用が可能である。
　本発明の補修モルタル組成物は、既述の本発明の補修モルタル材料と水とを含有するものであり、補修モルタル材料と水とを混錬してなる。
　本発明の練り混ぜ水量は、使用する目的・用途や各材料の含有割合によって変化するため特に限定されるものではないが、補修モルタル材料１００質量部に対して、１０質量部以上７０質量部以下であることが好ましく、１４質量部以上６５質量部以下であることがより好ましく、１６質量部以上６０質量部以下であることがさらに好ましい。練り混ぜ水量が上記下限値以上であることで、練り混ぜ易さを得ることができ、厚付け性である作業性を向上させることができる。また、練り混ぜ水量が上記上限値以下であることで、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率を確保することが容易となる。
　本発明の補修モルタル材料を用いた補修方法は、所定の水を加え練り混ぜてコテを用いて補修箇所に塗り付ける方法や、場合によっては、施工に支障のない程度にポンプを用いて練り混ぜたモルタルを圧送し、補修箇所に圧縮空気を用いて吹き飛ばしコテで仕上げる方法が挙げられる。練混ぜ方法は、ペール缶等の容器に材料を投入しハンドミキサで練り混ぜる方法や、パン型ミキサ等を用いて練り混ぜる方法であればよい。本発明の補修モルタル組成物は、練り混ぜられ、塗り付けられることで硬化体となる。
　具体的な補修方法を例に挙げると、劣化したコンクリート部分をウォータージェットで除去後、プライマーを塗布する。次に、練り混ぜたモルタルをコテで塗り付けるか、吹付けによって塗り付ける。壁面や天井面の場合は、３０ｍｍ程度の修復厚みであれば、１回で塗り付けられるので表面をコテによって仕上げればよい。３０ｍｍを超える修復厚みの場合は、複数層に分割して修復を行う。その際、打ち継ぎ面は平滑にコテ仕上げを行うのではなく、粗い仕上げ状態とし付着力を確保できるようにする。また、打ち継ぐときのタイミングは外気温等で変化するが、先に塗り付けたモルタルを指で触って、へこまない程度に硬化が進んだ段階で行えばよい。最後に、表面が平滑となるようにコテ仕上げを行う。より念入りな施工を行うには、養生シートや養生剤等を用いて乾燥防止対策を実施することが好ましい。
　以下、本発明の実験例に基づいて、本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実験例１］
　セメント１００質量部に対して、膨張材１０質量部、ポリマーエマルジョン５質量部、繊維０．６質量部、細骨材１２０質量部を含有するように調製し、補修モルタル材料を得た。次いで、塩素含有混和剤（材質名：塩化ナトリウム）を混合し、補修モルタル材料を調製した。
　得られた補修モルタル材料１００質量部に対して、水２３質量部で混練し補修モルタル組成物を調製した。
　調製した補修モルタル組成物の塩素濃度、流動性、練混ぜ抵抗性、塩化物イオン浸透深さ、付着強度、鉄筋の発錆率を測定した。結果を表１に併記する。
＜使用材料＞
・セメント：試製セメント（セメント工場の調合原料及び化学成分の調整に各種市販の純薬を用い、ＳＯ３量の調整には純薬の無水せっこうを用いた。）、塩素量１．５ｐｐｍ、ブレーン値３，４５０ｃｍ２／ｇ
・膨張材：ＣａＯ原料、Ａｌ２Ｏ３原料、ＳｉＯ２原料、ＣａＳＯ４原料を配合し、混合粉砕した後１，２００℃で焼成してクリンカを合成し、ボールミルを用いてブレーン比表面積で３，０００ｃｍ２／ｇに粉砕して、作製した。なお、テルネサイトの鉱物組成は蛍光Ｘ線から求めた化学組成と粉末Ｘ線回折の同定結果に基づいて計算により求めた。膨張材１００質量部に含まれるテルネサイトの含有量を表１に示す。
・ポリマーエマルジョン：ポリアクリル酸エステル再乳化樹脂、市販品、水分率０．８％、密度０．５ｇ/ｍＬ
・繊維：ビニロン繊維、繊維長６ｍｍ、繊度６．６ｄｔｅｘ、乾強度１，８５０Ｎ/ｍｍ２、乾伸度６．０％
・水：水道水
・細骨材：表１に示す細骨材の成分を用いて試験をした。細骨材の化学成分の測定は、蛍光Ｘ線回折で測定した。また、化学成分の調製のため、珪砂（愛知県産）、方解石（ＣａＣＯ３）、変成岩であるスカポライト（（Ｎａ,Ｃａ,Ｋ）４Ａｌ４Ｓｉ９Ｏ２４（Ｃｌ,ＣＯ３,ＳＯ４））、火成岩である石英（ＳｉＯ２）、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）を混合して、化学成分を調製した。
＜測定項目＞
・塩素濃度：調製した補修モルタル組成物について、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２に準拠して塩素濃度を測定した。
・流動性：ＪＩＳ　Ｒ　５２０１に準拠し、２０℃環境下でフロー値を測定した。
・練混ぜ抵抗性：２０℃環境下でモルタル混和用ハンドミキサを用い、９０秒間練り混ぜ、このときの電流値をクランプメーターで測定し、最大値を練混ぜ抵抗性の指標とした。
・塩化物イオン浸漬深さ：ＪＩＳ　Ａ　１１７１に準拠し、材齢２８日まで２０℃水中養生を施した後、温度２０℃でＪＩＳ　Ａ　６２０５の附属書１（鉄筋の塩水浸せき試験方法）の３．２．１（塩分溶液）に規定する塩分溶液に浸せきし、２８日経過した後に取り出す。塩分溶液に浸せき後の供試体を割裂して二分割し、その断面に０．１％フルオレセインナトリウム水溶液及び０．１ｍｏｌ／Ｌ硝酸銀溶液を噴霧して、蛍光を発する部分を塩化物イオン浸透深さとした。
・付着強度：埋め込み深さ１６ｃｍのφ１９ｍｍの丸鋼の引抜時の鉄筋との付着強度を求めた。養生は２０℃封緘養生とし、材齢２８日で試験した。
・鉄筋の発錆率：埋め込み深さ１８ｃｍのφ１９ｍｍの丸鋼をかぶり厚さが１０ｍｍとなるように超速硬モルタルを充填し、材齢２８日まで２０℃水中養生を施した後、３０℃・相対湿度６０％・炭酸ガス濃度５％の環境で１２週間促進中性化を行った。また、促進中性化試験中、３週間毎に試験体を取り出し、２０℃環境下で１日間、水中に浸漬し、促進中性化試験を実施した。試験終了後、丸鋼を取り出し、１０％クエン酸２アンモニウム溶液で錆び落としを行って試験後の丸鋼の重量（ｍ２）を測定し、試験前の丸鋼の重量（ｍ１）との変化による鉄筋の発錆率を以下の式により算出した。
　鉄筋の発錆率（％）＝［（ｍ１－ｍ２）／ｍ１］×１００
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果より、特定の塩素量を含有し、特定の化学成分の細骨材を用いることで高い流動性、練混ぜ抵抗性、塩害抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
［実験例２］
　表２に示す細骨材を配合して補修モルタル組成物を調製したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
　ロサンゼルス試験機による細骨材のすりへり試験は、まず、ロサンゼルス試験機に細骨材を５ｋｇと鉄球６個を投入する。鉄球の平均直径は約４６．８ｍｍとし、１個の質量は３９０～４４５ｇとする。次いで、ロサンゼルス試験機を５００回転（毎分３０回転）させた。次いで、篩目の寸法が５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１５ｍｍの金属製網ふるいを用いて、ロサンゼルス試験機から採取した細骨材のふるい分けを行った。ロサンゼルス試験機へ投入前の細骨材の粗粒率（Ｒ１）と、ロサンゼルス試験機へ投入後の細骨材の粗粒率（Ｒ２）を対比し、試験後の粗粒率の低下を以下の式により算出した。
　粗粒率の低下＝Ｒ２／Ｒ１
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果より、特定の塩素量を含有し、特定の化学成分、粗粒率の低下が特定範囲である細骨材を用いることで高い流動性、練混ぜ抵抗性、塩害抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
［実験例３］
　表３に示す細骨材を配合して補修モルタル組成物を調製したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３の結果より、特定の塩素量を含有し、特定の化学成分の細骨材を用いることで高い流動性、練混ぜ抵抗性、塩害抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
　本発明の補修モルタル材料は、特定の塩素量を含有し、特定の細骨材を用いることで、流動性や練り混ぜ易さである作業性に加え、塩害抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高め補修モルタル材料、補修モルタル組成物およびその補修方法を提供することが可能となる。そのため、上下水、農水、鉄道、電力、道路、建築などで使用されるコンクリート構造物の補修工法、その他の間隙充填、補強鉄筋との定着等、土木、建築分野に幅広く適用できる。

Claims (8)

  1. 　セメント、膨張材、ポリマーエマルジョン、繊維、細骨材からなる補修モルタル材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、補修モルタル材料。
  2. 　前記膨張材は、テルネサイトを含有し、
    　前記テルネサイトの含有量は、前記膨張材１００質量部に対して、０．０５質量部以上２０質量部以下である、請求項１に記載の補修モルタル材料。
  3. 　前記細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下である、請求項１又は２に記載の補修モルタル材料。
  4. 　前記細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の補修モルタル材料。
  5. 　前記細骨材の化学成分は、Ｋ２Ｏの割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、ＳＯ３の割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、Ｆｅ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の超速硬補修モルタル材料。
  6. 　前記細骨材の含有割合は、前記セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の補修モルタル材料。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の補修モルタル材料と水とを含有する補修モルタル組成物。
  8. 　請求項７に記載の補修モルタル組成物を用いてなる硬化体。
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